En lysdiod är ett robust element som bara fungerar effektivt om det är korrekt installerat. 12-volts LED-dioden måste anslutas med särskild försiktighet. Till exempel måste det finnas ett strömbegränsande motstånd, polariteten får inte glömmas bort och man måste undvika att använda identiska dioder i samma krets.

Vad det är

Lysdioder har länge varit en populär belysningsarmatur. Detta beror på deras utmärkta energieffektivitet och långa livslängd (jämfört med konventionella glödlampor). Dessutom fortsätter priserna att sjunka i takt med att produktionen av dessa produkter ökar.

De viktigaste fördelarna:

Hållbarhet - upp till 10 års kontinuerlig belysning;
Robust - påverkas inte av stötar och vibrationer;
Mångfald - många storlekar och färger av självlysande ljus;
Låg energiförbrukning - cirka 10 gånger lägre än en vanlig glödlampa med liknande egenskaper;
brandsäkerhet - på grund av den låga energiförbrukningen överhettas de inte och kan därför inte orsaka brand.

LED (light emitting diode) är en förkortning för lysdiod. Det är känt från skolfysiken att den är polär. Lysdioder fungerar inte om polariteten är omvänd, eller så kan de brinna ut. Den omvända nedbrytningsspänningen för en halvledarstruktur är 4-5 volt. Den kan fortfarande fungera om den är korrekt ansluten, men den kommer att bli destruktiv och detta kommer att minska dess livslängd avsevärt.

Närbild av LED-element

Enkelt uttryckt är en lysdiod (LED) en halvledarenhet som lyser när en elektrisk ström passerar genom den. Eftersom ljuset genereras i ett fast halvledarmaterial beskrivs lysdioder som fasta enheter. Begreppet "solid state lighting" skiljer denna teknik från andra källor som använder uppvärmda glödtrådar (glödlampor och volframhalogenlampor) och gasurladdning (lysrör).

Hur man väljer en lysdiod för anslutning till 12 volt

Den typ av dioder som krävs väljs på grundval av specifika uppgifter. Det finns många varianter på marknaden, från indikator till tunga maskiner. Dioder med låg effekt kan användas för att belysa knappar och indikatorer på instrumentbrädan i en bil. Enkla högljusdioder används för interiörbelysning av lägenheter eller bilar. Högeffektiva lysdioder installeras i strålkastare, dagsljus i bilar eller i ficklampor.

Ur teknisk synvinkel finns det inga begränsningar för effekt- och strömförbrukning. Det viktigaste är att diodspänningen inte får överstiga matningsspänningen.

En viktig faktor är bostadens storlek och form. Beroende på applikationen kan cirkulära eller SMD-dioder (ytmonterade) användas. Allt beror på behovet och tillämpningen.

Vilka dioder kan anslutas till 12 volt?

Lysdioder har praktiskt taget ingen spänningsbegränsning. Du kan alltså ansluta nästan vilken lysdiod som helst till 12 volt. Det viktigaste är att följa reglerna. LED-lampor behöver vanligtvis mellan 1,5 och 3,5 volt, beroende på färg och ljusstyrka. Om du ser en 12-volts lysdiod på butikshyllan får du i själva verket en samling av flera kristaller i serie.

anslutningsalternativ

Det är ett bra tillfälle att bekanta dig med de grundläggande anslutningsalternativen.

Till ett enda motstånd

Ett typiskt anslutningsschema.

Som vi har konstaterat ovan är lysdioden polariserad. Den är därför ansluten till en strömförsörjning med konstant spänning. De vanligaste typerna förbrukar cirka 10-20 mA. Detta är i huvudsak den viktigaste egenskapen hos denna del. Den andra parametern är spänningsfallet. För konventionella lysdioder är detta mellan 2-4 V.

Den enda korrekta anslutningen är med ett strömbegränsande motstånd. Den bör väljas enligt Ohm's lag. Motståndet beräknas som skillnaden mellan källspänningen och spänningsfallet dividerat med produkten av diodens maximala ström och säkerhetsfaktorn (vanligtvis 0,75).

Ohm's lag: "Strömmen i en kretsdel är direkt proportionell mot den spänning som läggs på den delen och omvänt proportionell mot dess motstånd".

Det är också nödvändigt att beräkna motståndets effekt. Den beräknas med hjälp av en enkel formel: Skillnaden mellan källspänningen och spänningsfallet i kvadrat dividerat med motståndet i ohm.

Anslutning av flera lysdioder i serie

Kopplingsschema i serie.

Seriekoppling är installation av två eller flera lysdioder i en rad. Denna krets använder också ett enda strömbegränsande motstånd. Beräkningsformeln är densamma för en enskild diod, men spänningsfallet läggs ihop.

Låt oss ta vår teoretiska vita lysdiod för 3 volt och 20 mA som exempel. Vi kopplar tre enheter i serie. Summan av våra spänningsfall blir alltså 9 volt. Vi delar de återstående tre volterna med en ström på 0,02 ampere med en tillförlitlighetsfaktor på 0,75. Som ett resultat av detta finner vi att vi behöver ett motstånd på 200 ohm.

Varje diod till ett separat motstånd

Det här är ett schematiskt diagram över en parallellkoppling.

I den här kretsen är varje lysdiod ansluten till strömförsörjningens plus och minus. Även om det är möjligt att hitta system med ett gemensamt motstånd på nätet är denna lösning inte meningsfull i praktiken. Till och med i ett och samma parti skiljer sig dioderna åt när det gäller strömförbrukning och spänningsfall. Detta leder till att diodernas intensitet kommer att vara olika. Motståndet beräknas för varje enskild diod.

Hur man tar reda på polariteten på en LED

Om du tittar på en normal rund lysdiod ser du att de två stiften inte är lika långa. Detta indikerar en katod och en anod. Anoden är längre och ansluts till batteriets eller strömförsörjningens positiva utgång och katoden till den negativa utgången.

På vissa typer av höljen kan katoden också markeras med ett litet sågsnitt. Det finns undantag, så det lönar sig alltid att läsa instruktionerna för den aktuella dioden.

Hur man ansluter till 12 volt

Tydligt kopplingsschema.

Kopplingsschemat för att ansluta en lysdiod till en 12V-strömförsörjning skiljer sig inte från standardschemat, men det är nödvändigt att Beräkna motståndet och effekten för motståndet.. För att kontrollera eller förprova monteringen räcker det med ett enda motstånd på 1 kΩ.

I exemplet tar vi den vanligaste typen av lysdioder, en vit lysdiod med en maximal strömstyrka på 20 mA. Spänningen spelar i princip ingen större roll. Huvudsaken är att strömmen inte får överskrida de högsta tillåtna parametrarna. Spänningsfallet är mellan 1,8V och 3,6V beroende på modell. För att underlätta beräkningen tar vi 3 volt.

Motstånd för lysdioder

Formel för beräkning av motstånd.

Beräkna parametrarna:

Skillnaden mellan matningsspänningen och spänningsfallet är 12-3=9.
Produkt av maximal ström (ampere) och tillförlitlighetsfaktor - 0,02*0,75=0,015.
Beräkna motståndet (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).

Formeln för att beräkna effekten.

Beräkning av motståndseffekt:

Skillnaden mellan matningsspänningen och spänningsfallet är 12-3=9.
Enligt formeln ska vi kvadrera det - 9*9=81.
Dividerat med motståndets motstånd - 81/600 = 0,135 W.

Därför är ett MRS25-motstånd (0,6 W, 600 Ohm, ±1 %) idealiskt för oss. I mitten av 2020 kostar den cirka 8 rubel. Normalt är det inte nödvändigt att beräkna motståndets wattantal. Det är dock viktigt att göra detta för att testa den framtida monteringen.

Anslutning av LED-dioder med hög effekt till 12 V

Principen förändras inte när man ansluter moderna högeffektkristaller eller deras enheter. Ett släckningsmotstånd måste också finnas i kretsen. En populär LED på kinesiska marknadsplatser kan användas som exempel. Det är en samling av flera kristaller som är parallellt anslutna. Den förbrukar 350 mA och spänningen är fortfarande 3,4 volt.

Genom att sätta in parametrarna i formeln kan vi enkelt komma fram till att vi behöver ett motstånd med ett motstånd på 32 ohm och en effekt på 2,2 watt.

Effektiv anslutning till ett enda nätaggregat

Vi har redan sett ovan att du kan driva ett obegränsat antal lysdioder från ett enda nätaggregat. Det viktigaste är att det finns tillräckligt med kraft. Att bara koppla glödlamporna parallellt med ett motstånd för varje lampa är dock ineffektivt. Från föregående punkt har vi sett att mer än 2/3 av effekten går åt i det strömbegränsande motståndet. Därför uppstår ofta frågan om hur många lysdioder som sammanlagt kan anslutas till 12 volt.

Den effektivaste anslutningen till 12 volt anses vara en kedja av tre lysdioder i serie med ett enda motstånd. Samma krets används för alla LED-remsor som drivs av en 12-volts strömförsörjning.

Problem med ledningar

Kretsschema för anslutning av lysdioderna.

Kretsschema för anslutning av lysdioderna:

Använd inte ett strömbegränsande motstånd. Eftersom för mycket ström går genom lysdioden kommer den snart att sluta fungera.
Seriekoppling utan motstånd. Även om du tror att det är en bra idé att koppla in fyra 3-voltsmotstånd i ett 12-voltsnät är du fel. På grund av dålig strömstyrning försämras elementen snabbt.
Användning av samma motstånd när dioderna är parallellkopplade. På grund av skillnaderna i egenskaper kommer dioderna att lysa med olika intensitet. Fraktfrekvensen kommer att öka.

Vi rekommenderar att du tittar på en video om ämnet: Korrekt anslutning av lysdioder.

Slutsats

LED-lampor är mycket mer tillförlitliga än glödlampor och urladdningslampor, men bara om de är korrekt anslutna. Du bör därför inte glömma behovet av ett strömbegränsande motstånd, som väljs enligt ett enkelt formulär. Det är också obligatoriskt att iaktta polariteten, särskilt när du monterar dioden i en 12-volts krets.